Bakterien bilden neben den Archaeen und Eukaryoten eine der drei großen grundlegenden Domänen, in die alle Lebewesen eingeteilt werden. Sie sind einzellige Organismen und gehören zu den Prokaryoten, was bedeutet, dass sie keinen echten Zellkern haben, sondern nur eine definierte Region, in der das Erbgut (DNA) frei im Zytoplasma vorliegt. Da sich Bakterien sehr häufig und schnell über Zellteilung vermehren, ist es von Vorteil, dass die DNA nicht verpackt, sondern frei im Zytoplasma vorliegt. Somit ist die DNA stets zur Vervielfältigung bereit. Allerdings sind Bakterien, anders als Eukaryoten, anfälliger für Mutationen. Dies ist bei Bakterien nicht weiter schlimm, da nicht ein kompletter Organismus oder ein komplettes Organ, sondern nur die jeweilige Tochterzelle betroffen ist. Außerdem sind Mutationen und das Weitergeben von Mutationen wichtige Prozesse, um die genetische Vielfalt der Bakterien zu erhöhen. Dadurch passen sie sich rasch an neue Lebensumstände an und können Immunabwehrsysteme aushebeln oder Antibiotika­resistenzen ausbilden.

Neben dem chromosomalen Erbgut verfügen manche Bakterien über eine weitere zirkuläre DNA, das sogenannte Plasmid. Plasmide können für Antibiotikaresistenzen kodieren und unabhängig vom bakteriellen Chromosom vervielfältigt und bei der Zellteilung weitergegeben werden (Abbildung). Sie können aber nicht nur horizontal (durch Zellteilung), sondern auch vertikal weitergegeben werden. Hierbei erfolgt ein Gentransfer, bei dem Plasmide von einem Bakterium zum anderen weitergegeben werden. Dies kann über zwei grundlegende Prozesse erfolgen: die Transformation und Konjugation.

Bakterien sind von Natur aus in der Lage, freie DNA (meist Plasmide) aufzunehmen. Man sagt, Bakterien sind „kompetent“. Den Vorgang an sich bezeichnet man als Transformation. Übrigens sind Pilze und Algen ebenfalls dazu in der Lage.

Neben der Transformation können Bakterien aber auch gezielt Plasmide übertragen. Die geschieht während der Konjugation. Hierbei erfolgt der Gentransfer von einem Spender-Bakterium auf ein Empfänger-Bakterium. Das Spender-Bakterium besitzt dabei den Fertilisationsfaktor (F+), das Empfänger-Bakterium jedoch nicht (F-). Der Faktor ist dabei entscheidend für die Ausbildung der „Plasmidbrücke“ (auch Sex-Pili), die das Zytoplasma beider Bakterien direkt miteinander verbindet und den Gentransfer so ermöglicht. Plasmide und der Gentransfer sind also der Grund, warum sich Antibiotikaresistenzen ausbilden und über ganzen Bakterienpopulationen ausbreiten.

Bakterien stellen eine der vielseitigsten Gruppen von Organismen dar. Sie können als aerobe oder anaerobe Bakterien auftreten, also entweder Sauerstoff für den Stoffwechsel benötigen oder nicht. Außerdem gibt es unterschiedliche Stoffwechselarten. Manche Bakterien nutzen die Chemosynthese, andere die Photosynthese zur Energiegewinnung. Da Bakterien als freie Einzeller nicht in einem Organismus geschützt vorliegen, haben sie eine Zellwand entwickelt, die durch Glykoproteine (z. B. Murein) und Lipopolysaccharide (LPS) gebildet wird. Sie dient dem Schutz vor äußeren Einflüssen, lässt Bakterien aber auch in gewisse Gruppen klassifizieren. Je nach Zusammensetzung der Zellwand unterscheidet man so grampositive von gramnegativen Bakterien.

Als Krankheitserreger schädigen Bakterien die Zellen, indem sie Toxine (Giftstoffe) ausscheiden. Ein Beispiel dafür ist das Botulinumtoxin (kurz Botox), das vom Bakterium Clostridum botulinum gebildet wird. Es ist das stärkste bekannte Nervengift, schädigt die Synapsen zwischen Nervenzellen und Muskeln und kann dadurch die Atmung und den Herzschlag zum Erliegen bringen.

Auf ähnliche Weise löst das Bakterium Vibrio cholerae die Tropenkrankheit Cholera aus. Das Toxin aktiviert Chloridkanäle im Darm, durch die es zu einem starken Verlust von Wasser und Elektrolyten in Form von Durchfall kommt. Dabei können bis zu 20 Liter Flüssigkeit pro Tag verloren gehen. Sie tritt vor allem bei der Einnahme von verunreinigtem Trinkwasser auf und ist im ostasiatischen Raum sogar endemisch.

Das Corynebacterium diphtheriae hingegen löst die schwere Atemwegserkrankung Diphtherie aus und war besonders im frühen 20. Jahrhundert eine große Bedrohung in Europa. Seitdem allerdings die Diphtherie-Impfung für Säuglinge Pflicht ist, ist ein Ausbruch der Erkrankung in Deutschland eher selten geworden. Die Impfung sollte jedoch aufgefrischt werden und ein Diphtherie-Ausbruch ist sogar meldepflichtig

Wie kann man aber bakterielle Infektionen behandeln?

Hierzu bietet sich der Einsatz von Antibiotika (Singular: Antibiotikum) an. Antibiotika sind meistens Naturstoffe, die von Pilzen oder anderen Lebewesen abgegeben werden, um sich gegen einen Bakterienbefall zu schützen. Dabei können sie auf verschiedenen Ebenen wirken und entweder direkt Bakterien abtöten (bakterizide Antibiotika) oder ihr Wachstum hemmen (bakteriostatische Antibiotika). Angriffspunkte können praktisch alle Bestandteile des Bakteriums sein (Abbildung 2. So wirken Gyrasehemmer, wie die Fluorchinolone, auf die DNA-Funktion, Penicilline auf den Aufbau der Zellwand, Tetracycline auf die Proteinsysnthese (blockt die 30s-Untereinheit des Ribosoms) oder Rifampicin auf die mRNA-Synthese. Wie bereits erwähnt, können aber Bakterien Hemmstoffe gegen diese Antibiotika, sogenannte Resistenzen entwickeln und diese an andere Bakterien weitergeben. Dadurch besteht die Gefahr, dass manche Antibiotika ihre Wirkung verlieren. Werden Antibiotika im Übermaß verwendet, können sie irgendwann kaum noch helfen und es entstehen multiresistente Bakterien wie der Krankenhauskeim MRSA (Methicillin resistenter Staphylococcus aureus).